如何在OCaml中创建大量线程？

我在球拍组中找到了一个关于

频道

创建性能的问题

我想写一个OCaml的版本来测试

let post (c,x) = Event.sync (Event.send c x);;

let accept c = Event.sync (Event.receive c);;

let get_chan c = let n = accept c in print_int n;print_newline ();;

let chan_trans (old_chan, new_chan) =
  let s = accept old_chan in
  post (new_chan,(s+1));;

let rec whisper count init_val =
  let rec aux n chan =
    if n >= count then chan
    else
      let new_chan = Event.new_channel ()
      in Thread.create chan_trans (chan, new_chan);
      aux (n+1) new_chan
  in let leftest_chan = Event.new_channel ()
  in let t0 = Thread.create post (leftest_chan, init_val)
  in let rightest_chan = aux 0 leftest_chan
  in get_chan rightest_chan;;

whisper 10000 1;;

问题是，当我测试whisper 1000 1时，它产生了预期的

1001

。但是，当我尝试测试

whisper 10000 1

时，出现了如下错误

致命错误：异常系统错误（“Thread.create:资源暂时不可用”）

我使用这个命令编译并运行

ocamlc-thread unix.cma threads.cma-o prog-whiler.ml&&./prog-I +线程

---

OCaml线程模块使用真实的系统（内核）线程。线程总数受内核限制：

 cat /proc/sys/kernel/threads-max
 251422

当然，你可以增加这个

 echo 100000 > /proc/sys/kernel/threads-max

但更好的方法是将线程视为一种资源并相应地管理它们

let rec whisper count init_val =
  let rec aux n t chan =
    if n >= count then chan
    else
      let new_chan = Event.new_channel () in
      let t' = Thread.create chan_trans (chan, new_chan) in
      Thread.join t;
      aux (n+1) t' new_chan in
  let leftest_chan = Event.new_channel () in
  let t = Thread.create post (leftest_chan, init_val) in
  let rightest_chan = aux 0 t leftest_chan in
  get_chan rightest_chan

在这种情况下，它将与任何大小的管道一起运行。例如：

$ ocamlbuild -use-ocamlfind -tag thread -pkg threads ev.native
$ time ./ev.native 
100001

real    0m1.581s

但这种中国耳语的实施非常粗糙和低效。您不应该为此使用重量级本机线程（go也不使用它们）。相反，您应该使用来自或库的协作轻量级线程。这将是非常有效和美好的

用Lwt实现 这个实现与来自的Go实现非常相似，但我认为我们可以在OCaml中更高效、更简洁地实现这一点，而不必使用邮箱（但我不确定它是否符合基准测试的规则）

要与矿山机器上的Go实施进行比较：

$ go build whispers.go 
$ time ./whispers 
100001

real    0m0.952s

“缓慢”实施 上面的代码是对原始Go版本的完全诚实的重新实现。但它如此之快的原因之一是OCaml和Lwt非常聪明，尽管它创建了

100_000

线程和

100_001

通道，但没有线程会屈服于背景，因为每次

whisper

被称为通道时，该通道已经包含数据，因此线程处于就绪状态。因此，这只是一个创建线程和通道的有效循环。它可以在50毫秒内创建一百万个线程

因此，这是一种惯用且正确的做事方式。但为了真正的比较，让我们模仿一下行为。下面的实现将首先在堆中创建100_001通道和100_000线程，等待从左通道到右通道传输数据。只有在这之后，它才会将一个值放入最左边的通道，从而引发一系列反应。这将基本上模仿什么是正在发生的去引擎盖下

let whispers n =
  let rec loop i p =
    if i < n then
      let p' = Lwt_mvar.create_empty () in
      let _t =
        Lwt_mvar.take p >>= fun x ->
        Lwt_mvar.put p' (x+1) in
      loop (i+1) p'
    else Lwt_mvar.take p in
  let p0 = Lwt_mvar.create_empty () in
  let t = loop 1 p0 in
  Lwt_mvar.put p0 1 >>= fun () -> t

$ time ./lev.native
100001
real    0m0.111s

让我们窃窃私语=
让rec循环ip=
如果我>=乐趣x->
Lwt_mvar.将p'（x+1）放入
回路（i+1）p'
否则，请接受p
让p0=Lwt\u mvar.create\u empty（）在
设t=回路1 p0 in
Lwt\u mvar.put p01>=fun（）->t
$time./lev.native
100001
实0.111s

---

所以它稍微慢一点，事实上它比以前的实现慢了20倍（我使用了100万个线程来比较它们），但它仍然比Go快10倍

在阅读链接文章时，您可能想使用lwt，它是“OCaml的协作线程库”。结果如下所示：

let whisper left right =
  let%lwt n = Lwt_mvar.take right in
  Lwt_mvar.put left (n+1)

let main () =
  let n = 100_000 in
  let%lwt () = Lwt_io.printf "With %d mvars!\n" n in
  let leftmost = Lwt_mvar.create_empty () in
  let rec setup_whispers left i =
    if  i >= n
    then left
    else let right = Lwt_mvar.create_empty () in
      let () = Lwt.async (fun () -> whisper left right) in
      setup_whispers right (i+1) in
  let rightmost = setup_whispers leftmost 0 in
  let%lwt () = Lwt_mvar.put rightmost 1 in
  let%lwt res = Lwt_mvar.take leftmost in
  Lwt_io.printf "%d\n" res

let () = Lwt_main.run (main ())

然后编译并运行它

$ ocamlbuild -use-ocamlfind -pkg lwt,lwt.ppx,lwt.unix whisper.native
$ time ./whisper.native
With 100000 mvars!
100001

real    0m0.169s
user    0m0.156s
sys 0m0.008s

---

也许你想使用lwt，恐怕你的lwt实现是单线程的，或者至少在发送第一条消息之前没有生成所有的Whisper线程。这取决于你所称的线程。它将创建10万个线程，但不会将任何线程放在后台（调度它），因为Lwt很聪明，会注意到每个线程都准备好了。因此，根据规则，它将创建100000个线程和100001个通道，但在这个微基准上，我们只测量分配时间。这就是为什么它很快。顺便说一句，出于兴趣，我创建了一个慢实现，它有一个通道数组，与线程连接。它仍然非常快，比您的实现稍微慢一点。我相信这个练习的重点是构建10万个线程，它们都在等待消息。您的实现更类似于这个Go实现，它在我的机器@ReyCharles上运行约200毫秒，我更新了一个缓慢的实现，只是为了与Go进行公平比较。但我们都明白，这只是为了模仿Go调度器的行为。

let whisper left right =
  let%lwt n = Lwt_mvar.take right in
  Lwt_mvar.put left (n+1)

let main () =
  let n = 100_000 in
  let%lwt () = Lwt_io.printf "With %d mvars!\n" n in
  let leftmost = Lwt_mvar.create_empty () in
  let rec setup_whispers left i =
    if  i >= n
    then left
    else let right = Lwt_mvar.create_empty () in
      let () = Lwt.async (fun () -> whisper left right) in
      setup_whispers right (i+1) in
  let rightmost = setup_whispers leftmost 0 in
  let%lwt () = Lwt_mvar.put rightmost 1 in
  let%lwt res = Lwt_mvar.take leftmost in
  Lwt_io.printf "%d\n" res

let () = Lwt_main.run (main ())

$ ocamlbuild -use-ocamlfind -pkg lwt,lwt.ppx,lwt.unix whisper.native
$ time ./whisper.native
With 100000 mvars!
100001

real    0m0.169s
user    0m0.156s
sys 0m0.008s